Günlük hayatta kaynakları birbirinden farklı olan sesler işitilir. Bu seslerin
kaynakları canlı varlıklar olabildiği gibi cansız da olabilir. Canlı
kaynaklar insan ve hayvanlar; cansız kaynaklar ise hoparlör, ambulans
ve davul gibi kaynaklardır.
Kuvvet uygulandığında cisimler titreşim hareketi yapar. Titreşim hareketi,
ortam (katı, sıvı, gaz) taneciklerini titreşime zorlar ve taneciklerin
kinetik enerji kazanmalarını sağlar. Kinetik enerji kazanan tanecikler,
etrafında bulunan diğer taneciklere çarparak onları titreştirir. Ortamdaki
taneciklerin titreşim enerjisini birbirine aktarması sonucunda ses dalgaları
oluşur.
Farabi, 837 yılında Türkistan’ın Farab şehrinde doğmuştur
(Görsel 3.18). Farabi hava titreşimlerinden ibaret olan ses olayının ilk
mantıklı izahını yapmış ve musiki aletlerinin yapımında gerekli olan
kaideleri bulmuştur.
Hava dolu borunun ucuna yerleştirilmiş sızdırmaz piston (Şekil 3.45),
borunun ekseni boyunca sabit bir periyotla ileri geri hareket ettirildi-
ğinde yakınındaki hava moleküllerini ileri iterek önce sıklaştırır. Piston
geri çekildiğinde hava molekülleri tekrar seyrekleşir. Daha sonra hava
molekülleri önlerindeki molekülleri sıklaştırıp gevşeterek hava ortamında
yüksek basınç ve düşük basınç bölgeleri oluşturur. Bu durum ses
dalgalarının boyuna dalgalar olarak ilerlemesine neden olur.
Ses dalgaları her yöne yayılan mekanik dalgalardır. Bu nedenle boşlukta
(uzayda) ilerleyemez. Ortam taneciklerinin titreşim enerjisini
birbirine aktarmaları sonucunda ilerledikleri için taneciklerin birbiri-
ne yakın olması ses dalgalarının süratini artırır. Ses, katılarda daha
süratli, gazlarda ise daha yavaş ilerler. Ortam sıcaklığı arttıkça ortam
taneciklerinin kinetik enerjileri arttığından sesin ilerleme sürati artar.
Sesin sürati sadece sesin ilerlediği ortamın özelliklerine bağlıdır.
Tablo 3.1’de sesin bazı ortamlardaki sürat değerleri verilmiştir.
Ses Dalgaları ile İlgili Temel Kavramlar
Yükseklik
Köpeğin çıkardığı ses, kedinin çıkardığı sesten; davulun çıkardığı ses,
zurnanın çıkardığı sesten daha kalındır. İnce sesi kalın sesten ayıran
özelliğe sesin yüksekliği denir.
Ses kaynağının frekansı arttıkça sesin yüksekliği de artar ve kaynaktan
çıkan ses incelir. Yüksekliği fazla olan seslere ince (tiz) ses denir.
Ses kaynağının frekansı azaldıkça ürettiği sesin yüksekliği de azalır ve
kaynaktan çıkan ses kalınlaşır. Yüksekliği az olan seslere kalın (pes)
ses denir.
Ses dalgalarının frekansı ses kaynağının özelliklerine bağlı olarak
değişir. Sesin yayıldığı ortamın özellikleri frekansı etkilemez. Bir telden
çıkan sesin frekansı telin yapıldığı maddenin cinsine, teli geren kuvvete,
telin boyuna ve kesit alanına bağlıdır.
• Aynı maddeden yapılmış uzunlukları ve gerginlikleri aynı, kalınlıkları
farklı tellerden çıkan sesin frekansı telin kalınlığı arttıkça
azalır.
• Aynı maddeden yapılmış kalınlıkları ve gerginlikleri aynı olan
uzunlukları farklı tellerden çıkan sesin frekansı telin uzunluğu
arttıkça azalır.
• Aynı maddeden yapılmış kalınlıkları ve uzunlukları aynı olan teller,
farklı kuvvetler ile gerildiğinde teli geren kuvvet arttıkça çıkan
sesin frekansı da artar.
Müzisyenler, telli müzik aletlerinin akordunu yaparken akort burgularından
yararlanır. Gitarın akort burguları sıkıştırıldığında teli geren kuvvet
artar ve telden çıkan ses ince sese dönüşür (Görsel 3.19).
Boş ya da dolu şişeler de ses kaynağı olarak kullanılabilir. Şişenin ağız
kısmına üflendiğinde ya da şişeye bir cisimle vurulduğunda ses çıkar.
• Bir şişenin ağzına üflendiğinde şişe içindeki hava molekülleri
titreşerek ses çıkarır. Şişe içerisindeki su miktarı arttıkça hava
tabakasının boyu azalır. Bu sebeple hava moleküllerinin birim
zamandaki titreşim sayısı ve çıkan sesin frekansı artar.
• Bir şişeye cisimle vurulduğunda şişenin yapıldığı cam ve su molekülleri
titreşerek ses çıkarır. Şişenin içindeki su miktarı arttıkça
madde miktarı da artacağından birim zamandaki titreşim sayısı
ve çıkan sesin frekansı azalır.
İnsan kulağı frekansı 20 Hz ile 20 000 Hz arasındaki sesleri algılar.
Frekansı 20 Hz den düşük olan seslere infrasonik ses denir. Deprem
dalgalarının ürettiği ses infrasonik sestir. Frekansı 20 000 Hz den
büyük olan seslere de ultrasonik ses denir. Ultrason cihazlarında ultrasonik
sesten yararlanılır.
Sesin Şiddeti
Sesin şiddeti, enerjisiyle doğru orantılıdır. Ses dalgalarının taşıdığı
enerjiye bağlı olarak sesin birim yüzeye birim zamanda dik olarak
uyguladığı kuvvete sesin şiddeti denir. SI’da birimi (dB) desibel dir.
Sesin şiddeti kaynaktan uzaklaştıkça azalır. İnsan kulağı 0 dB ile
120 dB arasındaki sesleri algılayabilir. 120 dB den daha büyük şiddete
sahip sesler insan kulağında işitme kaybına neden olur (Şekil 3.46).
Tını
Bazı seslerin şiddeti ve frekansı aynı olmasına rağmen ses kaynağının
yapısındaki farklılık nedeni ile sesler farklı işitilebilir. Piyanodan çıkan
“mi” sesi ile gitar, keman ya da bağlamadan çıkan “mi” sesi farklı kaynaklardan
gelen “mi” sesi olarak algılanır. Aynı frekansta ses çıkaran,
kaynakları birbirinden ayıran ve ses kaynağının cinsini belirlemeye
yarayan sesin özelliğine tını denir. Sesin bu özelliği sayesinde bir insan
aynı notayı çalan iki müzik enstrümanını görmeden hangi sesin hangi
enstrümandan geldiğini ayırt edebilir.
Rezonans
Bir ses kaynağının ürettiği ses dalgaları, çevresindeki bazı ses kaynaklarını
etkileyerek titreştirebilir. Tüm titreşim hareketlerinde görülebilen
bu olayı “Rezonans” deneyini yaparak inceleyiniz.
“Rezonans” deneyinde yan yana getirilmiş özdeş diyapazonlardan
biri titreştirildikten sonra kolları tutulduğunda ürettti ses kesilir. Buna
rağmen diğer diyapazonun aynı frekansta titreşerek ürettiği ses
duyulur.
Bir salınım ya da titreşim hareketine aynı frekansta periyodik bir etki
uygulandığında da hareketin genliği büyür. Bu olaya rezonans denir.
Cisimlerin şekline, yapıldığı maddenin cinsine ve esnekliğine bağlı
olarak sahip olduğu frekansa doğal frekans denir. Salınım yapan
salıncağa kendi frekansında küçük itmeler şeklinde kuvvet uygulanması
sonucunda salıncak yükselebileceği en yüksek noktaya kadar
yükselir.
Rezonans olayının müzik, tıp, haberleşme gibi birçok alanda yararlı
uygulamaları vardır. Rezonans olayı, müzik aletlerinin gövdelerinin
biçimlendirilmesinde önemli rol oynar.
Görüntüleme amaçlı kullanılan MR (Manyetik Rezonans) cihazlarındaki
radyo dalgaları ile vücuttaki hidrojen atomları rezonansa getirilmektedir
(Görsel 3.20).
1940 yılında ABD’de inşa edilen dünyanın üçüncü büyük asma köprüsü
olan Tacoma Narrows (Takoma Narovs) Köprüsü, yapıldıktan kısa
bir süre sonra yıkılır. Bu olay rezonans ile ilgili tarihte bilinen en ilginç
olaylardan biridir. 140 km/h süratle esen rüzgâra dayanabilecek bir
yapıda inşa edilen köprü, 67 km/h süratle esen rüzgâra dayanamamıştır
(Görsel 3.21: a). Rüzgârın frekansı köprünün doğal frekansına yakın
değerlerde olduğundan köprü rezonansa gelmiş ve titreşim genliği arttığı
için yıkılmıştır (Görsel 3.21: b).
İlginç bir olay da Fransa’da meydana gelmiştir. Sein (Sen) Nehri üzerinde
bulunan bir asma köprüden askerî birlik uygun adımda geçerken
askerlerin adımlarının frekansı, köprünün doğal frekansıyla eşitlendi-
ğinden rezononsa gelen köprü yıkılmıştır.
Yankı
Yay ve su dalgalarında olduğu gibi ses dalgaları da yansıma özelliğine
sahiptir. Ses dalgalarının sert bir yüzeye çarpıp ses kaynağına geri
dönmesine yankı denir (Şekil 3.47).
Hava ortamında 20C sıcaklıkta yankı olayının oluşabilmesi için ses
kaynağı ile sesin yansıma yaptığı yüzey arasındaki mesafe en az 17 m
olmalıdır. Bu mesafeden az ortamlarda kaynaktan çıkan ses ile engele
çarpıp gelen ses ayırt edilemez.
Çevre ve sağlık sorunlarına neden olabilen, istenmeyen birçok sesin
kulağa yoğun olarak gelmesiyle oluşan ses kirliliğine gürültü denir.
Yoğun trafik, iş makineleri ve beton kırıcıları (Görsel 3.22) gürültü
nedeni olabilir. Sesin gürültülü, boğuk ve anlaşılmaz olmasına da
uğultu denir.
Ses Dalgalarının Tıp, Denizcilik, Sanat ve
Coğrafya Alanlarında Kullanımı
Bir engele gönderilen sesin yansıyarak kaynağa dönmesi için geçen
süreden yararlanılarak engelin uzaklığı tespit edilir. Denizcilikte su
altındaki nesneleri fark edebilmek ve konumlarını belirlemek için
sonar cihazı geliştirilmiştir. Sonar cihazı belli aralıklarla ses dalgaları
yayar. Ses dalgaları engelden yansıyarak sonara ulaşır.
Sonar cihazı, gönderdiği ses dalgası ve yansıyan dalga arasındaki
zaman farkını hesaplayarak sesin yansıdığı yüzey ya da
cismin uzaklığı ve özellikleri hakkında bilgi verir. Balıkçılar, sonar cihazları yardımıyla balık sürülerinin yerini, hareket yönünü, balık miktarını
ve sürüde hangi balık cinsinden ne kadar bulunduğunu tespit eder
(Şekil 3.48).
Ultrasonografi adı verilen cihazda ultrasonik ses dalgaları kullanılarak
insanların iç organları incelenir. Bu sayede hastalıklı dokular, ana rahmindeki
ceninin üç boyutlu görüntüsü, kalp kapakçıklarının hareketi ve
tümörler ile ilgili bilgiler elde edilir.
Sismik araçlar tarafından oluşturulan ses dalgalarının, yer altındaki
farklı tabakalardan yansıması sonucunda su, petrol, doğal gaz ve
madenlerin yerleri tespit edilir.
Farklı tür ve şekillerde ses dalgaları meydana getiren müzik aletlerinden
yararlanılarak kulağa hoş gelen melodiler oluşturulur. Tiyatro
salonlarında sesin daha kaliteli olması için gerekli akustik çalışmalar
yapılır. Akustiğin sanattaki kullanımına Mimar Sinan’ın Selimiye
Camisi’nin akustiği örnek olarak verilebilir (Görsel 3.23).
